今回はこういった疑問に
答えていきたいと思います。
ルシャトリエの原理とは
ルシャトリエの原理とは、
物質が平衡状態にあるとき
濃度・圧力・温度のいずれかを変化させると、
その影響を打ち消す方向（逆向き）に
反応が進むということです。
ですので触媒を加えても平衡は変化しません。
（触媒は反応速度を変化させるが、平衡状態は変化させない。）
これについて、少し例題を用いて見ていきましょう。
例題
例題）N₂＋３H₂＝２NH₃＋92kJ が化学平衡状態にあるとし、
（1）温度を上げたとき
（２）圧力を上げたとき の平衡の変化を表せ。
温度変化による平衡の移動
（１）熱化学方程式から、
窒素と水素からアンモニアが生成される際、
92kJの熱が発生する発熱反応であることが分かります。
この反応において平衡状態から温度を上げると、
それを妨げる方向、つまり温度が低くなる方向、
吸熱反応方向である左へ反応が進み、
平衡が移動します。
N₂＋３H₂＝２NH₃＋92kJ
(温度を上げると、左辺←右辺)
圧力変化による平衡の移動
（２）圧力を上げた場合の平衡の移動を決めるのは、
気体分子の数です。
例題の反応を見てみると、
左辺はN₂分子１つとH₂分子３つの計４分子、
右辺はアンモニアの２分子が気体分子として反応に関与します。
ルシャトリエの原理では、
圧力を上げると気体分子数が多い方から少ない方へ平衡が移動します。
なので例題では圧力を上げると平衡は右に移動します。
ここで注意しなければならないのは、
液体や固体が反応していても分子数をカウントしない点です。
時々出題されることがあるので気を付けましょう。
濃度変化による平衡の移動
濃度についても例題を出しておきます。
（３）例題）HCl ⇆ H⁺ + Cl⁻が平衡状態にあるとする。
ここにNaClを加えたときの平衡の変化を表せ。
塩酸に塩化ナトリウムを加えると、
水溶液中で塩化ナトリウムが電離し、Na⁺とCl⁻になります。
すると水溶液中の塩化物イオン（Cl⁻）の濃度が上がるため、
濃度の増加を妨げる方向へ平衡が移動します。
よって左へ反応が進みます。
おススメの覚え方
次に、私が高校時代にルシャトリエの原理を
覚えるのに使っていた方法を記しておきます。
参考までにどうぞ。
等号で結ばれた熱化学方程式の左辺と右辺は
・それぞれ大きなサウナ部屋
・部屋の中に両辺の気体分子数の比で、
人が入っている。
(ex: N₂＋３H₂＝２NH₃＋92kJ ならば4:2)
・その人たちは部屋の中を歩き回っている。←(ぶつかる)
①この状態から温度を上げると、熱い方の人たちは
もう片方の部屋へ避難する(吸熱方向へ平衡が移動する)
アツいの嫌だから。
②圧力を上げると、人同士がぶつかりやすくなるので、
人がより少ない方の部屋、
つまり気体分子の数が少ない方へと平衡が移動します。
ぶつかると痛いから。
③濃度を上げると、
その気体分子がいる方の部屋の人数が
増えるので、狭くなる。
それは嫌だからもう片方の部屋へ避難する。
広い方がいい。
私はこういったイメージで覚えました。
まとめ
今回の例題では「温度、圧力が上がる」、
「濃度が増加する」場合を取り扱いましたが、
「温度、圧力が下がる」「濃度が減る」場合はこれと逆の現象が起こります。
どちらも重要なのは、平衡状態からの変化を妨げる方向に
平衡が移動するということです。
問題として取り上げられることは多くありませんが、
平衡を理解する上で重要な概念ですので、
覚えておきましょう。
最後まで読んでいただきありがとうございました。
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